1 / 70

Tópicos Avançados de VLANs Configuração de Portas Trunk Balanceamento de Carga Protocolos Spanning-Tree PVST Rapid-PV

Tópicos Avançados de VLANs Configuração de Portas Trunk Balanceamento de Carga Protocolos Spanning-Tree PVST Rapid-PVST MST. Cascateamento de Switches. O cascateamento de switches na presença de VLANS motivou a elaboração dos seguintes padrões IEEE:

cicily
Download Presentation

Tópicos Avançados de VLANs Configuração de Portas Trunk Balanceamento de Carga Protocolos Spanning-Tree PVST Rapid-PV

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Tópicos Avançados de VLANsConfiguração de Portas TrunkBalanceamento de Carga Protocolos Spanning-Tree PVSTRapid-PVSTMST

  2. Cascateamento de Switches • O cascateamento de switches na presença de VLANS motivou a elaboração dos seguintes padrões IEEE: • IEEE 802.1Q: define o funcionamento de VLANs • Acrescenta dois campos no quadro: • Identificador de VLAN • Prioridade • IEEE 802.1p: define o uso do campo prioridade.

  3. Quadros Ethernet Ethernet I & II FCS (4 bytes) Dados (46 a 1500 bytes) MAC origem (6 bytes) MAC destino (6 bytes) Tipo Proto. (2 bytes) IEEE 802.3 Tamanho (2 bytes) Dados (46 a 1500 bytes) FCS (4 bytes) MAC origem (6 bytes) MAC destino (6 bytes) IEEE 802.1Q MAC origem (6 bytes) MAC destino (6 bytes) Tipo Proto (2 bytes) VLAN id e prioridade (2 bytes) Dados (46 a 1500 bytes) FCS (4 bytes) Tipo 802.1Q = 0x8100 Prioridade (3 bits) + CF (1bit) + VLANID (12 bits)

  4. Interligação de Switches B C VLAN 2 VLAN 2 SWITCH SWITCH VLAN 1,2,3 VLAN 1 D A TRUNK ACCESS VLAN 3 VLAN 1,2,3 VLAN 1,2,3 Interface Trunk: Tráfego de Várias VLANs IEEE 802.1Q SWITCH VLAN 2 Interface de Acesso: Tráfego de uma única VLAN IEEE 802.3 E

  5. Modos das Portas de Switch • As portas de um switch pode trabalhar em dois modos: • Modo Access • Cada porta do switch pertence a uma única VLAN. • Quadros Ethernet: Formato Normal. • Modo Trunk • O tráfego de múltiplas VLANs é multiplexado em um único link físico. • Usualmente interconectam switches. • Quadros Ethernet: formato especial (VLAN). • Apenas computadores com placas especiais podem se conectar a essas portas.

  6. Protocolos Trunk • Os quadros nas interfaces Trunk são formatados em quadros especiais para identificar a quais LANs eles pertencem. O IEEE 802.1Q é um protocolo para interface Trunk. 0x8100 3 Bits 1 Bit 12 Bits 6 Bytes 6 Bytes 2 Bytes 2 Bytes PRIO CFI VLAN ID TYPE Dados CRC DESTINO ORIGEM TYPE • PRIO: IEEE 802.1 P • CFI: Canonical Format Indicator • 0 em redes Ethernet Esses campos são removidos quando o quadro é enviado para uma interface do tipo access.

  7. Spanning Tree Protocol: STP • Quando os switches colocados em cascata formam caminhos com loops fechados, o encaminhamento de quadros pode levar ao congestionamento da rede. • O STP é um protocolo de camada 2 utilizado para prevenir a ocorrência desses loops.

  8. Loops em Cascateamento de Switches • Os switches criam tabelas de encaminhamento escutando os endereços MAC de origem enviado para suas portas. C,D A,B A B C D

  9. Cascateamento de Switches C,D,E,F E,F A,B A B C D A,B,C,D E F

  10. Cascateamento de Switches A,B,C,D,E,F A,B,C,D,E,F A,B,C,D,E,F A,B,C,D,E,F A B C D A,B,C,D,E,F A,B,C,D,E,F E F

  11. Princípio do STP • O STP é executado em cada switch da rede • Princípio: • Somente um caminho ativo pode existir entre 2 estações na rede • Bloquear as portas que impliquem em loops fechados. • A estratégia consiste em escolher um switch como Root, e construir uma árvore como o menor caminho até o Root.

  12. SPT • O STP utiliza um protocolo chamado BPDU: • Bridge Protocol Data Unit • Mensagens em Multicast (MAC) • DE: 0x0180C20000000 • ATÉ: 0x0180C20000010 • STP funciona continuamente, de maneira a refletir mudanças de topologia na rede. • Se SPT está ativo, os pacotes multicast são recebidos, mas não encaminhados. • Se SPT está desativo, os pacotes multicast são encaminhados como multicast desconhecido.

  13. Topologia STP As portas na direção oposta ao root são chamadas de designadas. A RP RP B C RP D As portas na direção do root são chamadas porta Root

  14. BPDU: Padrão IEEE 802.1D

  15. Campos do BPDU • Protocol Identifier: 0 (SPT) • Version: 0 (ST) • Message Type: 0 (Configuration) • Flags: Topology change (TC), Topology change acknowledgment (TCA) • Root ID: 2-Byte Prioridade + 6-Byte MAC da Bridge • Root Path Cost: 4-Bytescusto da Bridge até o root. • Bridge ID: 2-Byte Prioridade + 6-Byte MAC da Bridge (por VLAN) • Port ID: 2 Bytes (usado para escolher a porta a ser bloqueada em caso de loop) • Message Age: Tempo decorrido desde que a mensagem repassada foi enviada pelo Root • Maximum Age: Idade a partir do qual a mensagem deve ser ignorada • Hello Time: Intervalo entre mensagens da root bridge • Forward Delay: Tempo que a bridge deve esperar antes de mudar de estado em caso de mudança de topologia.

  16. Topologia STP ROOT = Bridge com a menor Bridge ID (menor prioridade ou menor MAC) Todas as portas são DP Por default, a prioridade de todos os switches é 32768. Porta Root é aquela que tem a menor distância até o Switch Root Esses caminhos foram bloqueados. Em caso de caminhos paralelos, a interface mais lenta é sempre bloqueada.

  17. Mensagens BPDU • Todos os switches são root inicialmente • Todos os switches enviam mensagens BPDU em multicast para todas as suas interfaces. • Se SPT está ativo, as mensagens recebidas não são propagadas pelo switch. • Se a mensagem recebida por um switch é superior (menor bridge ID, custo) ele é armazenada, senão é ignorada. • Se a mensagem superior for recebida pela porta root, ela é propagada para as demais portas DP, correspondendo as redes LAN onde o switch é designado.

  18. Estados de uma Porta Apenas recebe BPDUS Apenas recebe BPDUS timer Problema de conectividade Recebe BPDUS Aprende Endereços Recebe BPDUS Aprende Endereços Encaminha Quadros

  19. Configuração Default

  20. Exemplo Fa0/1-5 Fa0/6-10 Fa0/1-5 Fa0/6-10 vlan1 vlan1 vlan1 vlan1 10.26.136.60 10.26.136.184 Fa0/24 Fa0/23 Fa0/23 Fa0/24 Fa0/21 Fa0/18 10.26.136.13 vlan1 vlan1 Fa0/1-5 Fa0/6-10

  21. Exemplo • Verifique a configuração atual do SPT • show spanning-tree summary • show spanning-tree detail • show spanning-tree active • show spanning-tree interface interface-id • show spanning-tree blocked ports • Identifique: • switch root • topologia da árvore formada

  22. Exemplo • O switch escolhido como root pode não ser o melhor switch da topologia. É possível alterar o switch root com o seguinte comando: • configure terminal • spanning-tree vlan vlan-id root primary [diameter net-diameter [hello-time seconds]] • end • show spanning-tree detail • O diâmetro da spanning tree é o número máximo de switches entre dois terminais [2-7] • O hello é o intervalo de envio de mensages de configuração pelo switch root (1 a 10s)

  23. Exercício 1 Fa0/1-5 Fa0/6-10 Fa0/1-5 Fa0/6-10 vlan1 vlan20 vlan1 vlan20 B = 10.26.136.60 C = 10.26.136.184 Fa0/24 Fa0/23 Fa0/23 Fa0/24 Fa0/21 Fa0/18 A = 10.26.136.13 vlan1 vlan1 Fa0/1-5 Fa0/6-10

  24. Exercício I • Adição de portas as VLANs • configure terminal • interface range Fa0/6 - 10 • #switchport mode access • switchport access vlan 2 • end • Verificar configuração atual • show VLAN brief

  25. Exercício I • Verifique o efeito de desabilitar o protocolo SPT nos switches, desabilitando SPT para VLAN 20: • configure terminal • no spanning-tree vlan vlan-id • end. • show spanning-tree vlan vlan-id • Para reabilitar o SPT utilize o comando: • spanning-tree vlan vlan-id

  26. Aprimorando SPT • É possível induzir o protocolo SPT a escolher portas e caminhos diferentes para cada conjunto de VLANs. • Essa configuração é feita alterando-se o nível de prioridade (ou custo) associado as portas trunks.

  27. Portas VLANS em Switches CISCO • A Cisco define 6 modos de operação de portas para VLAN:

  28. Negociação auto trunk desirable dynamic desirable switch switch Trunk nonegotiate Trunk switch switch Access nonegotiate Host switch

  29. Modos de Encapsulamento • A cisco possui um modo de encapsulamento trunk proprietário denominado ISL. • As seguintes opções de encapsulamento estão disponíveis para o switch cisco: • switchport trunk encapsulation isl • switchport trunk encapsulation dot1q • switchport trunk encapsulation negotiate • isl é o modo preferido

  30. Configuração Default • switchport mode dynamic auto • Negocia se a porta será trunk ou não com o vizinho • switchport trunk encapsulation negotiate • Negocia o modo de encapsulamento (dot1q) ou (isl) com o vizinho • Range de VLANs • 1 até 4094 (1006 a 4004 são extendidas) • VLAN default em modo acesso • 1

  31. Exemplo de Comandos • configure terminal • interface rage Fa0/1 - 24 • switchport mode dynamic desirable • switchport access vlan 1 • #switchport trunk encapsulation dot1q • end

  32. Mapeamento de VLANs em portas trunk • Por default, cada porta trunk pode ser utilizada por todos as VLANs do switch. • Todavia, no caso de haver caminhos redundantes, é possível restringir o uso das VLANs para portas trunks específicas. • Isso permite efetuar balaceamento de carga, mas sem failback.

  33. Exercício 2 Fa0/1-5 Fa0/6-10 Fa0/1-5 Fa0/6-10 vlan1 vlan20 vlan1 vlan20 B = 10.26.136.60 C = 10.26.136.184 Fa0/24 Fa0/23 Fa0/23 Fa0/24 Vlan1 somente Vlan20 somente Fa0/21 Fa0/18 A = 10.26.136.13 vlan1 vlan1 Fa0/1-5 Fa0/6-10

  34. Portas Trunk • Verifique a configuração atual dos switches • show interfaces trunk • show spanning-tree blocked ports

  35. Comandos para Mapeamento da VLANs • configure terminal • interface Fa0/18 (A) ou Fa0/24 (B) • switchport trunk allowed vlan remove all • switchport trunk allowed vlan add 1 • end • interface Fa0/21 (A) ou Fa0/24 (C) • switchport trunk allowed vlan remove all • switchport trunk allowed vlan add 20 • end

  36. Portas SPAN • A fim de verificar para qual porta trunk o tráfego das VLANs está sendo encaminhado é necessário utilizar portas SPAN. • As portas SPAN fazem uma cópia da porta trunk para outra porta do switch, permitindo que o tráfego seja monitorado com o Ethereal. • As portas SPAN são configuradas em sessões. Cada sessão representa uma regra de “cópia” de uma porta de origem para uma porta de destino.

  37. Comando para Portas SPAN • configure terminal • no monitor session 1 • monitor session 1 source interface Fa0/18 • monitor session 1 destination interface Fa0/5 • encapsulation replicate • end • show monitor

  38. Exercício 3 • Configure as portas SPANs nos switches para verificar o fluxo do tráfego trunk: • 2950-2 e 2950-3 • Fa0/23: cópia da Fa0/1 • Fa0/24: cópia da Fa0/2 • 2950-1 • Fa0/18: cópia da Fa0/1 • Fa0/21: cópia da Fa0/2

  39. Native VLAN • Uma porta trunk está sujeita a dois tipos de tráfego: • Tráfego com TAG: • resultantes do tráfego de VLANs de um switch para outro • Tráfego sem TAGs: • utilizados normalmente por protocolos intra-switch, como o protocolo de configuração de portas trunk • O tráfego sem TAGs é associado a Native VLAN da porta trunk. • Por default, a native VLAN das portas trunk é VLAN 1

  40. Native VLAN • A fim de haver negociação entre entre portas trunk é necessário que elas pertençam a mesma VLAN • O tráfego direcionado de uma VLAN para a porta Trunk não receberá o cabeçalho de VLAN, se seu código coincidir com a Native VLAN do switch. Tráfego com TAG Tráfego sem TAG vlan1 vlan20 vlan1 vlan20 Native VLAN 1 2950-1 10.0.0.2 2950-1 10.0.0.2 Native VLAN 1

  41. Configuração da Native VLAN • configure terminal • interface interface-id • switchport trunk native vlan vlan-id • end • show interfaces interfaceid switchport

  42. Balanceamento de Carga com Prioridade de Portas • O mapeamento estático de VLANs para portas trunk não permite a reorganização automática do fluxo de dados quando uma enlace trunk é danificado. • A alternativa mais adequada é priorizar a utilização de certas VLANs em certas portas, ao invés de bloquear sua utilização. • Por default, a prioridade de utilização de VLANs em portas trunk é 128.

  43. Exercício 4 Fa0/1-5 Fa0/6-10 Fa0/1-5 Fa0/6-10 vlan1 vlan20 vlan1 vlan20 B = 10.26.136.60 C = 10.26.136.184 Fa0/24 Fa0/23 Fa0/23 Fa0/24 Vlan1 prio 16 Vlan 20 prio 128 Vlan1 prio 128 Vlan 20 prio 16 Fa0/18 Fa0/21 A = 10.26.136.13 vlan1 vlan1 Fa0/1-5 Fa0/6-10

  44. Balanceamento de Carga • Aumentar a prioridade para 16: • VLAN 1 no trunk A – B • VLAN20 no trunk A - C • Verificar o balanceamento de carga com • show spanning-tree detail • Provocar a falha no trunk e verificar o fail-over

  45. Comandos • configure terminal • interface Fa0/18 (A) ou Fa0/24 (B) • spanning-tree vlan 1 port-priority 16 • spanning-tree vlan 20 port-priority 128 • exit • interface Fa0/21 (A) ou Fa0/24 (C) • spanning-tree vlan 20 port-priority 16 • spanning-tree vlan 1 port-priority 128 • end • show running-config

  46. Balanceamento de Carga com STP Path Cost • Por default, o custo dos caminhos trunk está associado a velocidade das portas do switch. • Porta Ethernet: 100 • Porta Fast-Ethernet: 19 • Porta Giga-BitEthernet: 4 • Em caso de haver trunks redundantes para o mesmo caminho, o STP irá selecionar com caminho com o menor custo (i.e., maior velocidade). • Por default, o valor do custo é o mesmo para todas as VLANs, mas pode ser alterado para prover balanceamento de carga. • O custo é acumulativo quando switches são cascateados

  47. Exercício 5 Fa0/1-5 Fa0/6-10 Fa0/1-5 Fa0/6-10 vlan1 vlan20 vlan1 vlan20 B = 10.26.136.60 C = 10.26.136.184 Fa0/24 Fa0/23 Fa0/23 Fa0/24 Vlan1 path 19 Vlan 20 path 30 Vlan1 path 30 Vlan 20 prio 19 Fa0/18 Fa0/21 A = 10.26.136.13 vlan1 vlan1 Fa0/1-5 Fa0/6-10

  48. Comandos • Exemplo: • configure terminal • interface Fa0/18 (A) ou Fa0/24 (B) • spanning-tree vlan 20 cost 30 • end • configure terminal • interface Fa0/21 ou Fa0/24 (C) • spanning-tree vlan 1 cost 30 • end

  49. Modos e Protocolos de Spanning Tree • PVST+: • Protocolo da cisco baseado no IEEE 802.1d • Usa um algoritmo de SPT por VLAN • Rapid PVST+: (RSTP) • Convergência rápida baseada no IEEE 802.1w • Apaga imediatamente as entradas MAC após uma mudança de topologia, ao invés de aguardar o aging-time de 5 minutos. • MSTP: • Baseado no padrão IEEE 802.1s • Permite mapear múltiplas VLANs em uma única instância de SPT. • Executado sobre o RSTP (IEEE 802.1w) (uso obrigatório)

  50. Limitações • PVST+ e RSTP: • 128 instâncias de SPT (i.e., 128 VLANs) • MSTP: • 65 MST instâncias • Número ilimitado de VLANs por MST.

More Related